CN206301108U - 一种远程协助及学习装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及通讯技术领域，尤其涉及一种远程协助及学习装置，包括：智能眼镜、智能笔和教学平台；所述智能眼镜包括眼镜主体、摄像装置和第一通讯装置；所述眼镜主体包括镜框和安装在镜框两侧的镜腿；所述摄像装置安装在镜框上，所述第一通讯装置安装在镜腿上，所述摄像装置通过所述第一通讯装置与教学平台建立通讯连接；所述智能笔包括笔体、三轴加速度传感器和第二通讯装置；所述三轴加速度传感器通过第二通讯装置与教学平台建立通讯连接。在传统的眼镜上增设摄像装置，通过摄像装置可以获取到学生书写内容，在笔上增设三轴加速度传感器记录笔的运动轨迹，在摄像装置和三轴加速度传感器相配合下，使得识别出学生书写内容更加精确。

Description

一种远程协助及学习装置

技术领域

本实用新型涉及通讯技术领域，尤其涉及一种远程协助及学习装置。

背景技术

中小学生传统的学习方式，主要是通过课堂上教师授课，以及回家后做回家作业。课堂上教师授课的时间有限，紧促的流水式授课使得学生能记住的内容其实并不多；回家后做回家作业如遇到难题、错题也无法得到及时的更正和巩固，这是影响学生学习效果的关键因素。

随着电脑和网络的应用越来越广泛，每家每户几乎都已经为孩子配置电脑，如果能将电脑和网络应用于辅助学校教育，不仅能够实现远程教学，而且可以通过富有声光效果的多媒体影音提高学生学习的兴趣，把被动学习变为主动，从而获得较好的教学效果。

然而远程教学存在一个缺陷，就是位于远端的老师无法有效监督学生是否在认真做题，还是在随意涂画，即使通过视频监控的方式，还是无法有效监督。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种实现远程协助及学习装置。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：

一种远程协助及学习装置，包括：智能眼镜、智能笔和教学平台；

所述智能眼镜包括眼镜主体、摄像装置和第一通讯装置；所述眼镜主体包括镜框和安装在镜框两侧的镜腿；所述摄像装置安装在所述镜框上，所述摄像装置的摄像头朝向与佩戴者的眼睛朝向相同；所述第一通讯装置安装在所述镜腿上，所述摄像装置通过所述第一通讯装置与教学平台建立通讯连接；

所述智能笔包括笔体、三轴加速度传感器和第二通讯装置；所述三轴加速度传感器和第二通讯装置设置在笔体内；所述三轴加速度传感器通过第二通讯装置与教学平台建立通讯连接。

进一步的，所述智能眼镜还包括麦克风和耳机；所述镜腿包括搁置在佩戴者耳朵上的端部；所述麦克风和耳机设置在所述端部上；所述麦克风和耳机分别与第一通讯装置连接。

进一步的，所述智能眼镜还包括转轴；所述镜框通过所述转轴与镜腿连接；所述眼镜框和转轴的材质为金属，所述第一通讯装置与所述转轴电连接。

进一步的，所述镜腿设有连接件；所述连接件包括同轴线内芯和同轴线外皮；所述同轴线内芯与转轴电连接，所述同轴线外皮与第一通讯装置的接地端电连接。

进一步的，所述镜腿的材质为金属，所述镜腿与第一通讯装置电连接。

进一步的，所述笔体包括笔壳、设置在所述笔壳尾端的笔盖、设置在所述笔壳内的笔芯和套设在所述笔芯上的笔芯套；所述三轴加速度传感器为环状且套设在所述笔芯上；所述笔芯套的一端抵靠所述笔盖，所述笔芯套的另一端抵靠所述三轴加速度传感器。

进一步的，所述笔体还包括相互连接的压力传感器和处理器；所述三轴加速度传感器与处理器连接；所述压力传感器设置在所述笔芯套的一端与所述笔盖之间；所述笔芯套的一端抵靠压力传感器。

进一步的，所述笔盖设有容纳压力传感器的凹槽；所述压力传感器设置在所述凹槽内。

进一步的，所述三轴加速度传感器采用freescale公司的MMA7660传感器。

进一步的，所述第一通讯装置和第二通讯装置为蓝牙装置或WIFI装置。

本实用新型的有益效果在于：

本实用新型提供的远程协助及学习装置在传统的眼镜上增设摄像装置和第一通讯装置，且摄像装置的摄像头与佩戴者的眼睛朝向相同，在教学应用上，学生在书写时眼睛会朝向书写区域，通过摄像装置可以获取到学生书写内容，并通过第一通讯装置将获取到的内容发送至教学平台；在此基础上，在笔上增设三轴加速度传感器和第二通讯装置，通过三轴加速度传感器可记录笔的运动轨迹，即可模拟出学生书写的内容，在摄像装置和三轴加速度传感器相配合下，使得识别出学生书写内容更加精确，老师通过教学平台可如同现场教学。

附图说明

图1为本实用新型的一种远程协助及学习装置的结构示意图；

标号说明：

1、智能眼镜；11、眼镜主体；12、摄像装置；13、第一通讯装置；2、智能笔；21、笔体；22、三轴加速度传感器；23、第二通讯装置；3、教学平台。

具体实施方式

为详细说明本实用新型的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。

本实用新型最关键的构思在于：在传统的眼镜上增设摄像装置，通过摄像装置可以获取到学生书写内容，在笔上增设三轴加速度传感器记录笔的运动轨迹，在摄像装置和三轴加速度传感器相配合下，使得识别出学生书写内容更加精确。

请参照图1，本实用新型提供的一种远程协助及学习装置，包括：智能眼镜1、智能笔2和教学平台3；

所述智能眼镜1包括眼镜主体11、摄像装置12和第一通讯装置13；所述眼镜主体11包括镜框和安装在镜框两侧的镜腿；所述摄像装置12安装在所述镜框上，所述摄像装置12的摄像头朝向与佩戴者的眼睛朝向相同；所述第一通讯装置13安装在所述镜腿上，所述摄像装置12通过所述第一通讯装置13与教学平台3建立通讯连接；

所述智能笔2包括笔体21、三轴加速度传感器22和第二通讯装置23；所述三轴加速度传感器22和第二通讯装置23设置在笔体内；所述三轴加速度传感器22通过第二通讯装置23与教学平台3建立通讯连接。

从上述描述可知，本实用新型的有益效果在于：本实用新型提供的远程协助及学习装置在传统的眼镜上增设摄像装置和第一通讯装置，且摄像装置的摄像头与佩戴者的眼睛朝向相同，在教学应用上，学生在书写时眼睛会朝向书写区域，通过摄像装置可以获取到学生书写内容，并通过第一通讯装置将获取到的内容发送至教学平台；在此基础上，在笔上增设三轴加速度传感器和第二通讯装置，通过三轴加速度传感器可记录笔的运动轨迹，即可模拟出学生书写的内容，在摄像装置和三轴加速度传感器相配合下，使得识别出学生书写内容更加精确，老师通过教学平台可如同现场教学。

本实用新型的智能笔的三轴加速度传感器也可替换成六轴加速度传感器或者九轴加速度传感器以及类似电子陀螺仪类型的电子设备。

本实用新型提供的上述的远程协助及学习装置的工作原理为：

学生将本实用新型提供的智能眼镜进行佩戴，智能眼镜上的摄像装置的摄像头与佩戴者的眼睛朝向相同，学生在书写时摄像装置的摄像头会随着佩戴者的眼睛朝向书写区域，从而记录下学生书写内容，并且通过与摄像装置连接的第一通讯装置将记录下来的内容发送至教学平台；

另外学生也是使用本实用新型提供的智能笔来进行书写，设置在智能笔内的三轴加速度传感器会随着学生使用的智能笔记录下智能笔的运动轨迹，得到智能笔的运动轨迹数据，并且通过与三轴加速度传感器连接的第二通讯装置将运动轨迹数据发送至教学平台；

老师位于教学平台端，通过教学平台可以获取到学生书写情况以及书写内容，通过摄像装置和三轴加速度传感器相配合，使得识别出学生书写内容更加精确，有利于老师教学，老师通过教学平台可如同现场教学。

进一步的，上述的远程协助及学习装置的智能眼镜还包括麦克风和耳机；所述镜腿包括搁置在佩戴者耳朵上的端部；所述麦克风和耳机设置在所述端部上；所述麦克风和耳机分别与第一通讯装置连接。

由上述描述可知，在上述实施方式中，在智能眼镜上增加麦克风和耳机，用于与处于远端的老师进行交流。在学生端可增设一显示屏，用于显示老师端的画面，使得学生与老师通过语音以及视频的方式实现无障碍教学沟通。

进一步的，上述的远程协助及学习装置的智能眼镜还包括转轴；所述镜框通过所述转轴与镜腿连接；所述眼镜框和转轴的材质为金属，所述第一通讯装置与所述转轴电连接。

由上述描述可知，在上述实施方式中，利用金属镜框作为天线的辐射主体，可以有效的增加天线的辐射面积，实现超宽带高辐射效率天线，足以覆盖智能眼镜的所有功能频带。金属转轴不仅起到连接镜框和镜腿的作用，来用于传递电信号。

进一步的，上述的远程协助及学习装置的镜腿设有连接件；所述连接件包括同轴线内芯和同轴线外皮；所述同轴线内芯与转轴电连接，所述同轴线外皮与第一通讯装置的接地端电连接。

由上述描述可知，在上述实施方式中，利用同轴线馈电，同轴线内芯利用金属螺丝或直接焊接在转轴上，同轴线外皮焊接在第一通讯装置的金属地上，使整体的电传输更稳固，并且当第一通讯装置的信号收发端口距离金属转轴较远时，利用同轴线可以方便进行长距离馈电，不再占用通讯装置内部走线，方便快捷。

进一步的，上述的远程协助及学习装置的镜腿的材质为金属，所述镜腿与第一通讯装置电连接。

由上述描述可知，在上述实施方式中，采用金属镜腿作为天线的辐射主体，结合金属镜框，从而增大天线的辐射面积，实现超宽带高辐射效率天线。

进一步的，上述的远程协助及学习装置的笔体包括笔壳、设置在所述笔壳尾端的笔盖、设置在所述笔壳内的笔芯和套设在所述笔芯上的笔芯套；所述三轴加速度传感器为环状且套设在所述笔芯上；所述笔芯套的一端抵靠所述笔盖，所述笔芯套的另一端抵靠所述三轴加速度传感器。

由上述描述可知，在上述实施方式中，在现有的笔上增设笔芯套、环状的三轴加速度传感器；通过笔芯套的一端抵靠笔盖，笔芯套的另一端抵靠三轴加速度传感器，笔盖使得三轴加速度传感器和笔芯套相互抵靠固定在笔壳内。通过三轴加速度传感器记录智能笔的书写轨迹数据，将记录的数据通过第二通讯装置发送至教学平台进行显示，供老师观看。

进一步的，上述的远程协助及学习装置的笔体还包括相互连接的压力传感器和处理器；所述三轴加速度传感器与处理器连接；所述压力传感器设置在所述笔芯套的一端与所述笔盖之间；所述笔芯套的一端抵靠压力传感器。

由上述描述可知，在上述实施方式中，增加压力传感器和处理器，所述压力传感器设置在所述笔芯套的一端与所述笔盖之间，学生使用本实用新型提供的智能笔进行书写时，该压力传感器即可识别到有压力值，并将压力值反馈至处理器，通过处理器进行分析判断学生是否在书写，在处理器中设定一阈值，通过处理器进行比较操作，比较识别到的压力值与阈值的大小关系，若超出阈值，则说明学生正在书写，此时通过处理器驱动三轴加速度传感器工作，采集智能笔的运动轨迹，可避免不必要的能耗。从经济成本考虑，压力传感器可替换成轻触开关，当开始书写时，笔头下压，触发轻触开关发出驱动三轴加速度传感器获取智能笔的运动轨迹，也可避免不必要的能耗。

进一步的，上述的远程协助及学习装置的笔盖设有容纳压力传感器的凹槽；所述压力传感器设置在所述凹槽内。

由上述描述可知，在上述实施方式中，进一步的将压力传感器设置在凹槽内，可确保压力传感器固定不动，由于笔芯的笔头与笔壳头部之间存在间隙，通常在书写过程中，笔芯会在笔壳内移动或摆动；而本实用新型的智能笔在三轴加速度传感器和笔芯套的作用下，可确保笔芯保持不动，进而提升三轴加速度传感器以及压力传感器的识别精确度。

进一步的，上述的远程协助及学习装置的三轴加速度传感器采用freescale公司的MMA7660传感器。上述的远程协助及学习装置的第一通讯装置和第二通讯装置为蓝牙装置或WIFI装置。所述第一通讯装置和第二通讯装置也可以采用GPRS装置。上述的第一通讯装置和第二通讯装置还可为GSM模块、无线电收发模块、zigbee模块中的一种或任意组合，或具备与外设的设备通讯的通讯装置均可。

进一步的，上述的智能笔的笔芯包括笔头；所述三轴加速度传感器设置在笔头位置。在上述实施方式中，将三轴加速度传感器尽可能靠近笔头，可提升智能笔运动轨迹数据的识别精度，因此本实用新型的智能笔将三轴加速度传感器设置在笔头位置。

需要说明的是：上述的智能眼镜上设有供电电池，为设置在智能眼镜上的用电设备供电，该供电电池具体设置在智能眼镜的镜腿内，也可采用条状的供电电池，外部包裹塑料膜后作为镜腿。

本实用新型的智能眼镜可将电源、通讯装置集成在一壳体内，由于电源是给摄像头供电，在现有技术条件下，摄像头长时间工作耗电量大，需要大容量电池才可行，因此集成在壳体内，壳体可悬挂腰间等，通过连接线连接到智能眼镜上，若正在研究中的石墨烯电池得到广泛应用时，即可整个集成在智能眼镜上。同样，智能笔内的电源、通讯装置可也独立集成在壳体内，即可使用大容量电源供电。

本实用新型的实施例一为：

一种远程协助及学习装置，包括：智能眼镜、智能笔和教学平台；所述智能眼镜包括眼镜主体、摄像装置和第一通讯装置；所述眼镜主体包括镜框和安装在镜框两侧的镜腿；所述摄像装置安装在所述镜框上，所述摄像装置的摄像头朝向与佩戴者的眼睛朝向相同；所述第一通讯装置安装在所述镜腿上，所述摄像装置通过所述第一通讯装置与教学平台建立通讯连接；所述智能笔包括笔体、三轴加速度传感器和第二通讯装置；所述三轴加速度传感器和第二通讯装置设置在笔体内；所述三轴加速度传感器通过第二通讯装置与教学平台建立通讯连接。

本实用新型提供的远程协助及学习装置的有益效果为：在传统的眼镜上增设摄像装置和第一通讯装置，且摄像装置的摄像头与佩戴者的眼睛朝向相同，在教学应用上，学生在书写时眼睛会朝向书写区域，通过摄像装置可以获取到学生书写内容，并通过第一通讯装置将获取到的内容发送至教学平台；在此基础上，在笔上增设三轴加速度传感器和第二通讯装置，通过三轴加速度传感器可记录笔的运动轨迹，即可模拟出学生书写的内容，在摄像装置和三轴加速度传感器相配合下，使得识别出学生书写内容更加精确，老师通过教学平台可如同现场教学。

本实用新型的实施例二为：

在上述实施一的基础上，在智能眼镜上增加麦克风和耳机，用于与处于远端的老师进行交流。具体为：所述镜腿包括搁置在佩戴者耳朵上的端部；所述麦克风和耳机设置在所述端部上；所述麦克风和耳机分别与第一通讯装置连接。在学生端可增设一显示屏，用于显示老师端的画面，使得学生与老师通过语音以及视频的方式实现无障碍教学沟通。

本实用新型的实施例三为：

在上述实施二的基础上，智能眼镜进一步还包括转轴；所述镜框通过所述转轴与镜腿连接；所述眼镜框和转轴的材质为金属，所述第一通讯装置与所述转轴电连接。利用金属镜框作为天线的辐射主体，可以有效的增加天线的辐射面积，实现超宽带高辐射效率天线，足以覆盖智能眼镜的所有功能频带。金属转轴不仅起到连接镜框和镜腿的作用，来用于传递电信号。

本实用新型的实施例四为：

在上述实施例一的基础上，对笔体结构进一步限定，具体为：上述的远程教学装置的笔体包括笔壳、设置在所述笔壳尾端的笔盖、设置在所述笔壳内的笔芯和套设在所述笔芯上的笔芯套；所述三轴加速度传感器为环状且套设在所述笔芯上；所述笔芯套的一端抵靠所述笔盖，所述笔芯套的另一端抵靠所述三轴加速度传感器。

在现有的笔上增设笔芯套、环状的三轴加速度传感器；通过笔芯套的一端抵靠笔盖，笔芯套的另一端抵靠三轴加速度传感器，笔盖使得三轴加速度传感器和笔芯套相互抵靠固定在笔壳内。通过三轴加速度传感器记录智能笔的书写轨迹数据，将记录的数据通过第二通讯装置发送至教学平台进行显示，供老师观看。

本实用新型的实施例五为：

在上述实施例四的基础上，对笔体进一步改进，具体为：上述的远程协助及学习装置的笔体还包括相互连接的压力传感器和处理器；所述三轴加速度传感器与处理器连接；所述压力传感器设置在所述笔芯套的一端与所述笔盖之间；所述笔芯套的一端抵靠压力传感器。

学生使用本实用新型提供的智能笔进行书写时，该压力传感器即可识别到有压力值，并将压力值反馈至处理器，通过处理器进行分析判断学生是否在书写，在处理器中设定一阈值，通过处理器进行比较操作，比较识别到的压力值与阈值的大小关系，若超出阈值，则说明学生正在书写，此时通过处理器驱动三轴加速度传感器工作，采集智能笔的运动轨迹，可避免不必要的能耗。

综上所述，本实用新型提供的一种远程协助及学习装置在传统的眼镜上增设摄像装置和第一通讯装置，且摄像装置的摄像头与佩戴者的眼睛朝向相同，在教学应用上，学生在书写时眼睛会朝向书写区域，通过摄像装置可以获取到学生书写内容，并通过第一通讯装置将获取到的内容发送至教学平台；在此基础上，在笔上增设三轴加速度传感器和第二通讯装置，通过三轴加速度传感器可记录笔的运动轨迹，即可模拟出学生书写的内容，在摄像装置和三轴加速度传感器相配合下，使得识别出学生书写内容更加精确，老师通过教学平台可如同现场教学。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种远程协助及学习装置，其特征在于，包括：智能眼镜、智能笔和教学平台；

所述智能眼镜包括眼镜主体、摄像装置和第一通讯装置；所述眼镜主体包括镜框和安装在镜框两侧的镜腿；所述摄像装置安装在所述镜框上，所述摄像装置的摄像头朝向与佩戴者的眼睛朝向相同；所述第一通讯装置安装在所述镜腿上，所述摄像装置通过所述第一通讯装置与教学平台建立通讯连接；

所述智能笔包括笔体、三轴加速度传感器和第二通讯装置；所述三轴加速度传感器和第二通讯装置设置在笔体内；所述三轴加速度传感器通过第二通讯装置与教学平台建立通讯连接。

2.根据权利要求1所述的远程协助及学习装置，其特征在于，所述智能眼镜还包括麦克风和耳机；所述镜腿包括搁置在佩戴者耳朵上的端部；所述麦克风和耳机设置在所述端部上；所述麦克风和耳机分别与第一通讯装置连接。

3.根据权利要求2所述的远程协助及学习装置，其特征在于，所述智能眼镜还包括转轴；所述镜框通过所述转轴与镜腿连接；所述眼镜框和转轴的材质为金属，所述第一通讯装置与所述转轴电连接。

4.根据权利要求3所述的远程协助及学习装置，其特征在于，所述镜腿设有连接件；所述连接件包括同轴线内芯和同轴线外皮；所述同轴线内芯与转轴电连接，所述同轴线外皮与第一通讯装置的接地端电连接。

5.根据权利要求1-4任意一项的所述的远程协助及学习装置，其特征在于，所述镜腿的材质为金属，所述镜腿与第一通讯装置电连接。

6.根据权利要求1所述的远程协助及学习装置，其特征在于，所述笔体包括笔壳、设置在所述笔壳尾端的笔盖、设置在所述笔壳内的笔芯和套设在所述笔芯上的笔芯套；所述三轴加速度传感器为环状且套设在所述笔芯上；所述笔芯套的一端抵靠所述笔盖，所述笔芯套的另一端抵靠所述三轴加速度传感器。

7.根据权利要求6所述的远程协助及学习装置，其特征在于，所述笔体还包括相互连接的压力传感器和处理器；所述三轴加速度传感器与处理器连接；所述压力传感器设置在所述笔芯套的一端与所述笔盖之间；所述笔芯套的一端抵靠压力传感器。

8.根据权利要求7所述的远程协助及学习装置，其特征在于，所述笔盖设有容纳压力传感器的凹槽；所述压力传感器设置在所述凹槽内。

9.根据权利要求1所述的远程协助及学习装置，其特征在于，所述三轴加速度传感器采用freescale公司的MMA7660传感器。

10.根据权利要求1所述的远程协助及学习装置，其特征在于，所述第一通讯装置和第二通讯装置为蓝牙装置或WIFI装置。